一个关于太阳升起的方向的问题

显示全部楼层 · 2010-3-21 20:03:45

你老师相当有才，他的理解完全正确。2楼才是错了。因为太阳距离我们相当遥远，所以可以当作平行光处理，而世界各地位置的不同不会影响太阳在天球坐标的位置，因为相对于日地距离这地理位置的差别根本可以忽略。你认为的角度差是觉得地球这么大，各地看见太阳在天球上的坐标应该不完全一样，其实不是。那么到底太阳从什么方向升起，其实就是着眼于太阳是在天赤道以北还是以南就行，天赤道以北是我们夏天，以南是冬天。在天赤道以北就是东北升起西北落，天赤道以南是东南升起西南落，正好在天赤道的话在正东正西落。而且世界各地对于这个大方向都会有相同的结论，因为天球只有一个，天赤道和地平线的交点就是正东正西方；只不过由于各地纬度的关系日出位置和正东方相距的角度不同，但是偏北就都是偏北，偏南就都是偏南，全球一样。赤道不是长年正东正西，因为太阳不是总在天赤道，所以你上面的理论是对的。只不过因为在赤道的地区看来，天球坐标网不论什么赤纬度数，露出在地平线上的赤纬圆弧都是180度，所以太阳不论怎么南北移动，横越天空都是要走180度，即都是需要12小时。其实这正是你加深对天球坐标理解的最好机会，要好好学习，之后你有可能自己推导出某个地理纬度某天的准确日出方位角的公式，是用高中的知识而已。----------------------------------------------------如果不是春秋分，太阳在不同纬度横越天空不一定是180度，只有赤道是，其它纬度可多可少，所以有日照长度的变化。同一个时间地球上影子的指向各地不同当然不用废话，而影子从日出到日落在一年中基本上都不会达到180度的方向变化，只有春秋分有。对于地球上一个确定地点，你可以看见太阳横越天空的情况，在观察者来说跟地球是不是球形没有什么关系，因为不用考虑地球半径。地球的纬度只影响周日圈和地平圈的夹角以及周日圈露出在地平线上面的弧长，弧长直接导致白昼长度的变化。如果还有异议不如也画个图上来如何？

千问 · 2010-3-21 20:03:45

你老师解释的正确。尤其是这句话“所以无论在哪儿，只要是夏天，全球必然都是太阳东北升，西北落，反之就是东南升，西南落。”全球只有在春秋分时都是正东方升，东南升东北升的变化角度越往两级变化越大，所以赤道附近变化幅度最小，所以这道题没问题，你老师解释的对，但是他说题目有问题，这就错了，题目没问题。

千问 · 2010-3-21 20:03:45

你老师错了。这里说的是影子夹角，不是太阳光线夹角，偷换概念了。这个地方只要回归线穿过的地方就行。和地球自转轴和公转轴的夹角有关。自己可以做个模型试试。三楼说的太阳横越天空要经过180度，没错，太阳光是平行的，也没错，可是地球是球形的，在这太阳的180度过程中平行的光线在球形的地球上不同点产生的影子指向是不同的，大多点的影子一天并没经历180度的变化。随便举俩纬度比较下就知道了。
可以考虑太阳光以平面方式推进，可是推进过程中遇见的地球却是球面，相交的地方是有角度差的。
归到底还是把地球上一点的影子角度变化偷换成太阳横越整个天空所经历的角度变化，正好抹杀了地球的球形这一变量。

千问 · 2010-3-21 20:03:45

给一个思考角度日出时，太阳直射的是测量点东边的某点，阳光刚刚切入观测点。阳光把地球分成昼半球和夜半球，阳光除了垂直直射点以外，还垂直昼夜分割线。这条昼夜分割线，在春分和秋分时刻是与经线重合。日出时阳光垂直昼夜分割线，也垂直于经线，即太阳如出时在正东方向；夏天，阳光直射北半球，昼夜分割线，黎明线有北偏西的夹角，垂直于黎明线的阳光有东偏北的夹角；所以日出时，太阳在东北方向。昼夜分割线，黄昏线有北偏东的夹角，所有垂直于黄昏线的阳光有西偏北的夹角；所以日落时，太阳在西偏北方向。冬天时相反。赤道上和别处都一样的吧。至于说赤道上昼夜总是12小时，涉及的是其他知识，与上面所说并不矛盾。造成昼夜变换的是地球的自转，如果地球自转轴于公转轨道面，地球上的每个点自然是昼夜平分。而实际上地球自转轴一刻也没有垂直于公转轨道面，地球自转轴一直指向北极星附近，与轨道面保持一定的夹角，太阳提供给地球的光照面永远都是半个地球，不论在轨道哪个位置，都能处在光亮中的纬度只有赤道一线。一刀切一个西瓜，分成相等两份，无论怎么切，都是把赤道平分成两半。赤道的日出日落方向与昼夜时间长短无关最后，那个日出时，的夹角就是某一观测点上光线、经线、纬线所在的平面内（三线一定是同一平面内的），光线与纬线（在同一点上经线与纬线都是垂直的）的夹角。这是立体几何问题了设观测点纬度α（北纬为正，南纬为负），太阳直射点纬度β（北纬为正，南纬为负），日出时太阳东偏北的夹角γ。则有 tanγ=sinβ/cosβcosα知道 y=tanx为增函数，y=sinx在-π/2到π/2为增函数，y=cosx在0到π/2为减函数，同一纬度α不变，太阳直射点纬度β变大，则日出时太阳东偏北的夹角γ也变大，夏至日最大。当α=0时，角度变化最小，γ=β。同一时间，太阳直射点纬度β不变，纬度α越高，γ越大。γ趋近于90度。正午旗杆的影子，不管在地球的什么地方，都是正南、正北、或没有。所以只要找出全年日出时太阳接近正东方的地方，就是角度为90°的地方。那么什么地方全年日出最接近正东方呢？只有赤道地区。

千问 · 2010-3-21 20:03:45

因为地球的磁轴与太阳辐射，明白的说与太阳的磁轴有一个倾角差，因此，你上面的观察就会发生差异。

千问 · 2010-3-21 20:03:45

应该是靠近赤道吧？